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从西气东输工程可以看出国内燃气轮机和航空发动机水平

来源:晨炜电力科技有限公司 发布时间:2022-03-17 05:57:32 浏览次数:
导读:据"Turbomachinary"2013年报导:R-R公司为中石油所属"西气东输"3#管线(新疆——福建)增压站再供6台RB211增压机组。R-R公司自2004年开始为"西气东输"管线提供增压机组以来,包括中国和中亚在内的RB211燃机已达56台。今天就来聊聊西气东输上燃气轮机的那些事儿,如有雷同,纯属巧合,请勿水表。

有读者可能会疑惑,撸主喝高了吧,航空发动机怎么能够归属到油气基础设施的番外篇?

不同的工业发展到了一定程度,都是相通的。

西气东输工程是蓝星上的特大型的输气工程,无论是一线还是二线,运行压力都在10个MPa以上,输气量均大于150亿亿立方米/年,这么大气量的气体通过管道,由于摩擦阻力损失会造成压力不断下降。压力下降就会导致气体体积变大,流速变快,摩擦阻力进一步增大。为了确保全程摩擦阻力最小、保持输气管道的输量,就需要在管线沿途设置压气站不断的给气体进行压缩,补充能量。压气站的核心设备毫无疑问是压缩机。

压缩机这个名字听起来有点复杂,其实大家家里的风扇就是一种最简单的压缩机,其作用就是把风扇后方的空气通过叶片的转动压缩到前方来,只是压比(前后压力差别)很小而已。

说简单点,管道压缩机就是把用风扇给管道里面的天然气吹风,让它具有能量可以往前流动,只不过管道压缩机的风扇比咱们家里的风扇要大几个数量级而已。

究竟压缩机要多大呢?给几个数据吧,咱们的家里的风扇(落地的那种,可以摇头的)一般是运行15小时耗电1度,折合0.06kw的功率。

而以西气东输二线霍尔果斯压气站为例,那里压缩机单台功率大约是30000个kW,差距究竟是几个数量级?大约差个50万倍。

然而,光霍尔果斯一个站就有4台这样的压缩机!

哇塞,200万台电扇。

西气东输管线一线二线全线有几十个压气站,哇塞,上亿台电风扇!

虽然我说了这么多,但是这并不是我今天要说的内容~

大家估计都沉浸于上亿台电风扇的想象了。但有一个很现实的问题:这么大的压缩机究竟蓝星有几家可以制造呢?

想一下,这个压缩机和什么东西有没有一点相似性呢?

压缩系统包括压缩机和动力机,压缩机的动力机分为电力驱动和燃气驱动两个部分。压缩机的功能是通过叶轮的旋转产生压缩作用,把天然气压成高压排出;动力机如果是电力驱动的话,就需要一个非常大功率的电机,这个电机的制造也需要非常高超的技巧和工艺。在更多的情况下,压气站位于鸟不拉屎的地方。在那些地方,根本没有地方可以供给数量如此巨大的电力。一个人口100万的小县城,用电量功率峰值也不过70000kW,而一个压气站的功率往往就是数万个千瓦。

在多数情况下,西气东输的压缩机采用的是燃气驱动。

如果采用燃气驱动,就好玩了,一般都是用带涡轮的燃气轮机。

想象一下:压缩机组需要烧燃气,通过涡轮产生动力,带动风扇高速旋转,最后将气体以高压力喷出。

想到什么的联系了么?

要知道,这个压缩机要有非常大非常大的动力,要能够给出非常大的压力。

再注意两句话:通过涡轮产生动力,带动风扇高速旋转。

如果还没有猜到,我再给一些提示。

当西气东输一线建设的时候,我国并没有能力制造这么高端大气上档次的压缩机组,因此只能依靠进口。进口压缩机的来源有两家,罗罗公司和通用公司(小编:其实还有索拉公司)。

还不明白?那继续剧透。这个所谓的罗罗公司就是rolls_roys,又称罗尔斯罗伊斯,但是在公众比较熟悉的领域,他的名字叫做"劳斯莱斯"。通用公司就是美帝的GE。

罗罗和通用除了制造压缩机之外,还有一种东西制造的也很知名。实际上,两种东西的原理是完全一样的。实际上,也只有这种机械才可以给西气东输提供足够的动力。

在西气东输系统中,压缩机就是心脏,在什么工业中,什么东西也是心脏呢?

甚至罗罗提供给我国的压缩机组型号为"RB211",有兴趣的可以问问度娘。

先给两张图吧:

明白了吧,压缩机组包括压缩机和燃气轮机,这些东西在航空工业,有一个合称:涡轮风扇发动机!

实际上也只有航空工业的涡扇发动机才可能给输气管道提供足够的动力。西气东输中罗罗公司提供的压缩机的型号"RB211"就是由航空发动机的改进型号!

发动机,哦不,压缩机的生产周期一般是比较长的,而西气东输一线建设时对于压缩机的需求是如此的大,以至于蓝星上没有哪家企业可以独自在约定的时间内供给足够的压缩机给我国。于是乎才是把压缩机订单给了通用和罗罗两家。

据说我国还曾经给普惠公司(不是惠普,是普惠)提交过邀请,请他们供给我们的发动机,哦不,压缩机组,后来由于"种种原因",普惠公司没有回应。

在确定订单的过程中,我国组织了各种专家(有一些能源部门的,也有一些化妆成能源部门的)到这些航空发动机,哦不,是压缩机组厂家进行现场考察。

再说了:"去考察这是国际惯例"。

在考察过程中,从来没有发生过什么乱拍照片,不小心走错地方,反正是压缩机么,这个车间的和那个车间的估计也差不多,另外也从来没发生过乱摸乱看的现象。

就算迷路也有解释说了:"自古以来,我家的考察队都是路痴,一不小心走错了,我们表示道歉,我们真的是来看压缩机的。"

考察结束之后,考察团带着记得满满的小本本就回来了,又一次郁闷了:为毛我家企业就造不出这么好的航空发动机,哦不,压缩机组呢?

罗罗和通用的压缩机组陆续到货了,特别是"RB211"压缩机组,依然具有特别明显的航空发动机的样子。不过既然到了我国,那么我们就要"正常使用","正常学习","正常检修"。

根据官方说法"压缩机组全部为进口,绝大多数备品备件都需进口,为保障生产运行安全平稳,必须保有充足的备品备件,否则在紧急需要的时候从国外采购到现场少则月余,长则半年以上,并且占用库存较大,非常不方便。"

然而,一旦压缩机组发生故障,罗罗和GE要求必须返厂大修,每次费用不菲,而且时间非常长。

于是乎:为了我们的居民能够按时用上气,我们决定自己修,于是在某地区修了一个天然气压缩机大修厂,专门用来修理压缩机。

美英帝国主义之流是非常不爽的,决定不给这个大修厂提供任何帮助。

于是本着"机器都在我这儿了,依照我国的专长,我还能修不好?"的精神,冒着巨大的代价,那代价确实巨大,一个机组的售价可是1亿软妹币啊!

准备对一台"坏了"的压缩机组进行大修。

正在攻城狮们准备发动技能"逆向工程"的时候,发现一个悲催的事实:压缩机组根本都拆不开!

压缩机的两个大型部件仅仅靠公差配合,不依靠任何的螺栓、键、垫片等等,就仅仅是依靠某种处理工艺,紧紧的结合在一起。攻城狮们开始以为是有哪个螺栓没看到,所以拆不开。但是环视一周,眼睛都看肿了,都没发现有任何的螺栓孔!

两个大型部件就是依靠热处理,依靠在某个处理温度下体积的膨胀和缩小来安装的。处理的时候还要考虑到压缩机在工作时升温,两个部件结合紧密,不产生哪怕一丝的震动间隙。

只有这样,依靠完整部件的配合,整个机体的强度、平稳度达到了最优。

攻城狮们再次震惊了:知道差距大,但是不知道差距这么大!

以下的内容大家听听笑笑,热闹热闹。如有雷同,实属巧合,巧合而已,切勿水表:

在TG的授意下,攻城狮们还是坚持拆了一个压缩机,拆开了之后据说装不起来了。根据购买合同,为了防止商业秘密外泄,攻城狮要拆开压缩机组是需要英美厂商代表的在场和首肯的。

现在搞成这个乱七八糟装不起来的样子,我国谈判代表对外方表示:在拆和装的过程中,全部都是石油公司做压缩机的人,一个搞发动机的都没有。外方面有得意色:你还是老老实实买我的吧,别瞎想了。我国可怜巴巴的表示同意。

既然自己弄不好,那怎么办呢?

我国那可是出过姜子牙、鬼谷子、孙武、孙膑以及《孙子兵法》、《三十六计》的。

有言曰:要想攻破一个堡垒,最好从内部开始。

还有言曰:没有永远的敌人,没有永远的朋友,只有永远的国家利益。

还有言曰:英美看似一心,实际各自为金。

还有言曰:我不说了,估计再说的话,看帖的读者要打我板砖了。

于是乎,于是乎我国新一代的"烛之武"出马了。

这位"烛之武"的成果怎么样呢?

贴张图片吧,估计就知道怎么回事儿了~

看看这些新闻,再想想当初高铁技术的由来,有没有想到什么?

下面是结果哦,亲~

经过多方努力,2011年,沈阳鼓风集团为国家西气东输重点工程配套的国产化第一台长输管线压缩机组(H1156)上周发运出厂,即将安装在国家天然气二线西段乌鲁木齐、永昌、瓜州压气站,与美国GE公司机组同步开始长周期运转工作。机组整机试验多变效率高达87.7%,设计工况下运行试验效率达到86.2%,完全达到蓝星先进水平,填补了国内空白,结束了大型长输管线压缩机长期依赖进口的历史。

长输管线压缩机组是国家"十一五"重点攻关项目,型号为PCL803的H1156产品是国际高效率管线压缩机组设计追求的目标,代表了蓝星最高设计水平。沈阳鼓风集团成功开发出压缩机转子特性稳定性技术、强度振动计算软件、压缩机热力模型及优化选型软件等具有自主知识产权的设计制造技术,同时研发出压缩机和鼓风机叶轮自动焊、叶轮焊接材料、超高强度耐腐蚀叶轮材料及工艺等,将这些新材料、新工艺技术成功地应用在H1156机组上。

这是官方语言:

压缩机组被称为天然气管道的"心脏"。西气东输一个巨大的贡献就是实现关键设备国产化,进一步增强了我国的自主研发能力。西二线应用的首批国产7台套20MW级电驱压缩机组,是国内首次开展国产化研制和应用。尽管投入的各项研发成本较高,但采购价格较同期应用在西气东输二线的进口压缩机组低10%,比西气东输一线应用的进口电驱机组低30%。

以前,压缩机组全部为进口,绝大多数备品备件都需进口,为保障生产运行安全平稳,必须保有充足的备品备件,否则在紧急需要的时候从国外采购到现场少则月余,长则半年以上,并且占用库存较大。国产化后,大多数备品备件及部分高价值备件可以依托厂家,不必再保有高库存,资金占用降低50%以上,总金额上亿元。

在国产化研制中,除开展电驱压缩机组国产化外,还开展了燃驱压缩机组国产化,实现燃驱压缩机组50%国产化。同时,开展同等级的国产高速燃气轮机研发,并应用具有自主知识产权的燃驱机组成套技术,实现燃驱机组100%国产化。在长输天然气管道上每隔30km设置一座阀室,作为紧急时刻和管道维修时截断使用。此前40英寸以上压力在10MPa以上的高压力大口径全焊接球阀一直依靠进口,通过国产化项目实施,已经实现国产球阀全部替代进口。

随着国产化项目的实施,西气东输三线全部球阀已经实现国产化,西段电驱压缩机组已经应用4站12台套,燃驱机组应用1站3台套。在东段,压缩机组将全部实现国内供货。据此测算,西气东输三线计划应用电驱压缩机组61台套,仅此一项即可节约投资3.66亿元。

实际上,自己生产的压缩机用到西气东输上面,这是TG高层给的死命令。必须用,不用不实践,自家的技术就永远不会进步。

然而,西气东输又是这么重要的战略工程,一旦国产压缩机发生问题,将会影响到整个系统的运行,于是在西二线,国产压缩机虽然开始装备,但装备数量有限,并且只是用作备用机。不过按照TG的特性,肯定会自己不断地对这些"备用机"进行试验,找出差距,反馈提高的。

此外,作者表示:

咱家的航空发动机项目取得重要进展和"能源行业"出去考察压缩机完全没关系;"烛之武"童鞋通过不断地谈判,通过依次把订单给"罗罗"和"GE"的方式,进行技术情报获取的消息,完全是子虚乌有~